1、高雄市第四十四屆中小學科學展覽會作品說明書科別：化學科組別：國中組作品名稱：草木灰 學生：吳嘉恩、張陵貞、陳菁芬指導教師：吳政輝、林靜芬一、摘要：我們的的老祖先們運用他們的智慧將草木灰運用在耕作、去油污、飲食等方面，我們對於去油污相當感興趣，故自製草木灰來和一般家用洗碗精來比較去污效果，也經由種綠豆來看看草木灰和洗碗精對環境生物的危害孰大，最後更積極的去找出日常生活中已有順道製出的草木灰（煙灰、木炭灰、金紙灰、香灰.）來作廢物再利用。二、研究動機：農夫在收割完稻子後，有時會放火燒稻草，所得的草木灰中有一種鹼性的物質-碳酸鉀，可中和土壤的酸性，使適合耕作。我們也有聽媽媽說過草木灰也有去除油污的功
2、效，這引起了我們的探究的慾望。草木灰的去污功效到底如何呢？三、研究目的：（一）市售做甜粽的鹼粉是否沿用古法是草木灰製成的呢？（二）自製草木灰。（三）環保意識。四、研究器材：材料：蘇丹 3 號、酒精、乳瑪林、各式調味料、家用清潔劑、鹼粉、石灰水、蠟燭、鹽酸、蒸餾水、自製草木灰、煙灰、木炭灰、香灰、金紙灰、紅色和藍色石蕊試紙。儀器：蒸發皿、滴管、量筒、燒杯、洗滌瓶、試管、玻棒、菜瓜布、水彩筆、塑膠袋、橡皮筋、小塑膠杯、酒精燈、坩鍋夾、廣口瓶、玻片、碳棒、電子天秤。五、研究過程和方式：（一）研究一：市售做甜粽的鹼粉是否沿用古法是草木灰製成的呢？實驗一：收集有關草木灰資料1、方法：去圖書館或網路上搜尋
3、資料，並整理資料及內容。2、結果：（1 ） 草木灰主要成分(K 2CO3)，草木灰在農業生產上主要作為鉀肥施用。（2 ） 早期用桂竹來燒製草木灰，因桂竹鹼的成分高，燒出來的鹼成黃澄澄的。（3 ） 早期也以埔薑（埔姜）、九芎、龍眼、黃槴等樹木，單獨或綜合來燒製，以埔薑使用最為普遍，原因是埔薑不但含鹼的成分高、顏色也漂亮。灰湯糯米糕，這米糕也是要加碱；碱適用稻稈來燒製。（4 ） 鹼的用途：除了製作鹼粽、羹粿及灰湯糯米糕等米類食品，因性滑、有去垢之功，還可洗廚房的油膩，去污力比什麼牌子的清潔劑都強千百倍。實驗二：測試鹼粉水溶液的酸鹼性1、方法：將鹼粉 5 g 加入 100 ml 的蒸餾水中，用玻棒攪
4、拌溶解，並用玻棒沾取該液，分別用紅色石蕊試紙、藍色石蕊試紙來測試顏色變化。2、結果：酸鹼紙試劑 顏色變化紅色石蕊試紙 變藍色藍色石蕊試紙 不變色3、討論：鹼粉的水溶液呈現鹼性。實驗三：鹼粉加酸是否有反應？1、方法：（1）將 10 ml 3M 的鹽酸水溶液倒入裝有 5 g 鹼粉的廣口瓶中，並蓋上玻璃片，觀察是否有反應發生。（2）待反應完畢，將點燃的蠟燭置入廣口瓶中，觀察產生什麼現象。2、結果：加酸前 加酸後白色粉末 產生氣泡，收集後，會使蠟燭的火馬上熄滅3、討論：鹼粉可能是碳酸鹽類，加酸產生 CO2，使燭火馬上熄滅。實驗四：鹼粉水溶液加入澄清石灰水是否有反應？1、方法：將 20 ml 的澄清石灰
5、水，加入鹼粉水溶液中，用玻棒攪拌均勻，觀察產生什麼現象。2、結果：加澄清石灰水前 加澄清石灰水後透明無色水溶液 產生白色的沉澱物3、討論：（1）鹼粉可能是碳酸鹽類，所以加入澄清石灰水中，產生白色碳酸鈣沉澱。（2）綜合實驗三、實驗四，我們確定鹼粉是碳酸鹽類。實驗五：鹼粉水溶液的焰色1、方法：將處理過的碳棒（已燒紅去除掉碳棒表面的有機物、雜質，放涼待用）沾取鹼粉水溶液，用坩鍋夾將其放置在酒精燈焰中，觀察其火焰的顏色。2、結果：產生黃色的火焰。3、討論：（1）鹼粉可能是含有鈉離子。（2）綜合實驗三、實驗四、實驗五，鹼粉的成分可能是碳酸氫鈉或是碳酸鈉，而不是沿用古法，用草木灰燒製而成，取其水溶液曬乾的
6、古早鹼粉。（3）依據我們查到的資料：鹼粉：主要成分式碳酸鈉（Na 2CO3） ， 。在水溶液中鹼性比小蘇打強。在中式的麵食、鹼粽、粉粿等食物裡，常會加入一些些鹼粉，使它們吃起來 QQ 的！（二） 、研究二：自製草木灰實驗一：燒製草木灰1、方法：撿取校園中落葉放入金筒中，引火燒製而成。2、結果：放涼後，得到的草木灰是灰、黑色的，用研缽將其磨細備用。3、討論：愈乾的落葉愈易燃燒，不過燃燒時會產生大量的白煙，若眼睛、鼻子被薰 到都會不舒服，且也會造成空氣污染。實驗二：測試草木灰水溶液的酸鹼性1、方法：將草木灰 5 g 加入 100 ml 的蒸餾水中，用玻棒攪拌溶解，並用玻棒沾取該液，分別用紅色石蕊試
7、紙、藍色石蕊試紙來測試顏色變化。2、結果：（1）水溶液：酸鹼紙試劑 顏色變化紅色石蕊試紙 變淡藍色藍色石蕊試紙 不變色（2）潮濕的草木灰： 酸鹼紙試劑 顏色變化紅色石蕊試紙 變藍色藍色石蕊試紙 不變色3、討論：草木灰的水溶液呈弱鹼性，潮濕的草木灰的鹼性較強。4、疑問：草木灰是鹼性物質我們是否可以利用草木灰來去除油污？實驗三：去汚力的檢驗（油脂殘留的檢驗）方法：1、方法：(1)將市售乳瑪琳放入大蒸發皿內加熱融化。(2)以滴管吸取融化的乳瑪琳，滴 3 滴至小蒸發皿中，使乳瑪琳能均勻塗佈於小蒸發皿底部。(3)以塑膠袋包覆水彩筆刷部分，作為沾取清潔物料的工具。中文名：鹼粉英文名：Sodium Carb
8、anate分類：添加劑說明：英文也叫做 Anhydrous。鹼粉的作用與鹼水似。中文名：鹼水英文名：Alkaline water分類：添加劑說明：鹼水又稱雪梘水 、 梘水 。一般用於中式麵食及點心，使產品的口感較Q、有彈性。(4)將水彩筆沾取水，均勻刷洗步驟(2) 中之蒸發皿一圈，將蒸發皿放入清水中過水。待水分蒸發後，滴入 5 滴蘇丹三號溶液觀察油汙殘留情形。(5)重複步驟(4)，刷洗圈數依次為二、三等。(每刷洗一圈後需將筆刷清潔)(6)改將水彩筆沾取草木灰，重複步驟(4)、(5)。(7)改將水彩筆沾取清潔劑(2000 ppm) ，重複步驟(4)、(5)。2、結果：清潔用品刷洗圈數 清水 草木
9、灰 清潔劑一圈二圈三圈四圈五圈3、討論：（1）由圖中所看到將蘇丹三號溶液滴入後，呈現一片片鮮紅色的地方則是殘 留的油脂。（2）本來我們是以滴管吸取融化的乳瑪琳，滴 10 滴至小蒸發皿中，使乳瑪琳能均勻塗佈於小蒸發皿底部，但實驗後，發現殘留的油曾太厚，影響觀察，所以決定用 3 滴來作實驗。（3）由實驗結果可知草木灰確實具有良好的去污效果，且效果比清潔劑好。實驗四：草木灰可以去除哪些污垢1、方法：將生活的一些常見的醬汁，塗抹在蒸發皿底部，曬一下午，再用濕菜瓜布沾 取草木灰來刷洗之，比較前後結果。2、結果：沙茶醬 (清洗前) 沙茶醬 (清洗後) 豆瓣醬 (清洗前) 豆瓣醬 (清洗後)甜辣醬 (清洗前
10、) 甜辣醬 (清洗後) 茶 (清洗前) 茶 (清洗後)醬油 (清洗前) 醬油 (清洗後) 蕃茄醬 (清洗前) 蕃茄醬 (清洗後)咖哩 (清洗前) 咖哩 (清洗後) 烏醋 (清洗前) 烏醋 (清洗後)麻油 (清洗前) 麻油 (清洗後) 辣椒醬 (清洗前) 辣椒醬 (清洗後)醬油膏 (清洗前) 醬油膏 (清洗後) 關東煮醬(清洗前) 關東煮醬(清洗後)3、討論：草木灰皆能將日常生活中常見的醬汁去除乾淨，且也無色素的殘留。沖洗的 過程中也比使用清潔劑時好沖洗，洗後也無怪味道。（三） 、研究三：環保意識實驗一：對綠豆生長造成的影響測試1、方法：（1）將棉花均勻鋪於塑膠凹盒中（共 6 個） 。（2）2
11、盒加蒸餾水、2 盒加草木灰（5 g 加入 100 ml 的蒸餾水中） 、2 盒加清潔劑（2000 ppm） 。均以打濕為主。（3）每盒中各灑入 40 顆綠豆種子，每日定時觀察（共觀察 9 天） ，盒中棉花每日約保持同樣溼度。2、結果：（1） 發芽及生長情形：（2）觀察圖片：蒸餾水 草木灰 清潔劑第 2 天發芽總綠豆數 共 48 個 共 41 個 共 43 個第 9 天發芽綠總豆數 共 79 個 共 78 個 共 80 個蒸餾水 草木灰 清潔劑第 9 天的平均高度 10 公分 23 公分 7 公分第四天第五天第六天第七天3、討論：（1） 用草木灰種植的綠豆生長的高度、壯碩、翠綠程度遠大於蒸餾水、
12、清潔劑所種出的綠豆。（2） 清潔劑種出的綠豆生長效果最差，且根短呈現茶色。實驗二：廢物再利用1、方法：(1)以紅色石蕊試紙、藍色石蕊試紙檢驗煙灰、香灰、金紙灰及木炭灰水溶液的酸鹼性。(2)取適量乳瑪琳均勻塗抹於小蒸發皿底部。(3)以水彩筆刷沾水後沾取煙灰，刷洗蒸發皿底部的乳瑪琳。(4)刷洗完畢，以清水沖洗蒸發皿後，檢視清潔效果。(5)將煙灰依序換成香灰、金紙灰及木炭灰，重複步驟(2)、(3)、(4) 。2、結果：項目種類以紅色石蕊試紙檢驗水溶液的酸鹼性以藍色石蕊試紙檢驗水溶液的酸鹼性 清潔效果煙灰 變淡藍色 不變色 油汙可被完全清除，無異味香灰 變淡藍色 不變色 油汙可被完全清除，無異味金紙灰
13、 變淡藍色 不變色 油汙可被完全清除，無異味木炭灰 變淡藍色 不變色 油汙可被完全清除，無異味3、討論：(1)煙灰、香灰、金紙灰及木炭灰的水溶液皆為弱鹼性。(2)利用煙灰、香灰、金紙灰及木炭灰清除油汙，清潔效果良好，無異味產生。六、討論：1、現售鹼粉主要成分式碳酸鈉（Na 2CO3） ，而不是沿用古法，用草木灰燒製而成，取其水溶液曬乾的古早鹼粉。2、自製草木灰時產生大量的白煙，造成空氣污染，也會引響到附近週遭的能見度，所以之前都有聽說在高速公路旁燒東西引起車禍的例子。所以我們最後偏向去尋找日常生活中已經有順道製出的草木灰（例如：煙灰、木炭灰、金紙灰、香灰.） ，來作廢物再利用，也可減低我們對於
14、清潔劑的依賴，降低對環境的污染。3、蘇丹三號溶液的配製：（參考食品資訊網 http:/food.doh.gov.tw/）（1）取蘇丹三號 0.1g 溶於酒精 100mL 即成。（2 ）於試管中分別加入定量水，再分別滴入 5 滴的沙拉油及 5 滴的蘇丹三號溶液，塞上橡皮塞，上下均勻搖動，靜置 3 分鐘，觀察液面狀況如下：草木灰 清水清潔劑（3 ）草木灰：將清水上面的油整個包住。清水：油整片浮在清水上面，蘇丹三號溶液使油層看起來更加明顯。清潔劑：使油乳化成小油滴。4、草木灰的水溶液成微鹼性，性滑，有去污的功效，再加上本身為顆粒狀，所以在去污時又增加了摩擦力，故我們證實草木灰比家用洗碗精有較好的去污
15、效果，且好沖洗，不產生泡沫，不殘留異味。而使用草木灰來去除污垢的最佳方式為：用菜瓜布沾些水，再沾些草木灰，直接就可刷洗油污，保證碗盤中常見的油污一定清潔溜溜喔！5、草木灰對日常生活中一些常見的難洗油污、醬料有良好的洗淨效果，且也無色素的殘留。沖洗的過程中也比使用清潔劑時好沖洗，洗後也不殘留異味。6、於綠豆的生長實驗中，我們發現用草木灰培育的綠豆長的特高大、翠綠，經我們查資料發現：經 前 人 研 究 顯 示 ， 鉀 能 促 進 細 胞 膜 的 肥 厚 ， 因 而 纖 維 多 量 生 成 （ 高 橋 19 80 ， 諶 19 79 ） 。草木灰中含有鉀離子的成分，怪不得綠豆長的特別好。而清潔劑長的
16、最差，根尖短而成茶色，最後甚至枯萎最快，想必清潔劑的使用對環境生物的迫害是相當大。7、最後我們也發現了生活上常見的煙灰（不鼓勵抽煙） 、香灰、木炭灰、金紙灰等，都是不錯的去污聖品喔！七、結論：由這次的實驗當中，清潔劑跟草木灰雖然都可以去油污，不過兩者還是都有差異的，以種綠豆的實驗來說，都是同樣的顆數、劑量、種的天數等，到最後，用草木灰來種得綠豆長最高，清水的剛剛好，而清潔劑的最低而且也快枯死了，由此可知，清潔劑雖然也可以去油污，不過因為它裡面含有一些化學的成分而導致綠豆長的歪七扭八的，所以用草木灰既省錢又環保。我們剛開始用草木灰的汁液來去油污的時候，效果並不佳，但是用些水沾草木灰的粉來去油污的話，效果很好，由此證實草木灰的確有去污的效果。八、參考資料：（三）洗劑與水污染，國際少年村。（四） 事知多少，中國時報 93 年 2 月 1 日人間副刊。（五）歷屆科展資料。（六）食品資訊網，http:/food.doh.gov.tw/。（七）自然與生活科技（4） ，南一書局。
